RU2041573C1 - Способ защиты электронагревательного прибора от перегрева и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ защиты электронагревательного прибора от перегрева и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2041573C1 RU2041573C1 SU5047368A RU2041573C1 RU 2041573 C1 RU2041573 C1 RU 2041573C1 SU 5047368 A SU5047368 A SU 5047368A RU 2041573 C1 RU2041573 C1 RU 2041573C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heating element
- fuse
- current
- irreversible
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fuses (AREA)
Abstract
Сущность изобретения: способ защиты электронагревательного прибора от перегрева необратимым нормально замкнутым предохранителем посредством разрыва последовательной цепи питания нагревательного элемента. При увеличении температуры до заданного предельного значения изменяют в электрической цепи, параллельной нагревательному элементу, скачком сопротивление с большой величины до величины, при которой ток, дополнительно протекающий через необратимый предохранитель, приводит к его разрыву. Устройство для осуществления способа содержит необратимый нормально замкнутый предохранитель, соединенный последовательно с нагревательным элементом. Дополнительно введен терморезистивный ключевой элемент, подключенный параллельно к выводам нагревательного элемента, а необратимый предохранитель выполнен в виде токового предохранителя. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты от перегрева бытовых электронагревательных приборов при возникновении в этих приборах неисправности, в частности для электроутюгов.
Известен способ защиты электронагревательных приборов от перегрева с помощью плавкого элемента, реализованного в термовыключателе. Термовыключатель содержит трубчатый термочувствительный элемент, к торцовым концам которого припаяны выводы. Трубчатый элемент заполнен активатором, повышающим надежность разрыва цепи за счет улучшения смачиваемости плавкого материала при расплавлении. Трубчатый термочувствительный элемент заливается защитной оболочкой, например эпоксидной смолой, для понижения адгезии его поверхность предварительно покрывается слоем флюса.
Недостатками известного способа являются недостаточная надежность разрыва цепи за счет возможности образования нитяного мостика на дне оболочки в связи с большим объемом плавкого материала внутри замкнутой оболочки, большая температурная инерция, связанная с плохой теплопроводностью изоляционной оболочки и невозможностью обеспечить тепловой контакт с нагревающейся металлической частью (подошвой) электроутюга.
Известен способ защиты электронагревательных приборов от перегрева с использованием термочувствительных материалов с памятью формы.
Контакты, выполненные из материала с памятью формы, для усиления механического взаимодействия в месте стыка дополнительно спаяны легкоплавким припоем, рассчитанным на температуру срабатывания при перегреве.
Кроме отмеченных выше недостатков в известном способе возможно самостоятельное восстановление цепи после остывания за счет памяти формы материала контактов и повторное включение нагревательного элемента, что для электроутюга, оставленного без присмотра, недопустимо.
Известен способ защиты электронагревательного прибора с помощью размыкания механических контактов, приводимых в действие плавкими элементами. Устройство защиты содержит изолированный корпус с электрическими выводами, к которым приварены электрические подвижный и неподвижный контакты. С источником тепла термически связана вставка с плавким предохранителем в виде теплового расцепителя. С помощью механического передаточного элемента плавкая вставка удерживает подпружиненный подвижный контакт против действия сил, создаваемых контактами в положении их замыкания. При превышении температурой заданной величины плавкая вставка плавится, передаточный элемент отпускает подпружиненный контакт, и контакты размыкаются, разрывая цепь питания электронагревательного прибора.
Недостатками известного способа являются длительное время размыкания контактов из-за нерелейного расплавления плавкой вставки из-за большой зоны фазового перехода материала встаки, что при высоком напряжении и большом токе через контакты ведет к образованию дуги и свариванию контактов. При использовании в электроутюге устройство защиты должно срабатывать в любом пространственном положении, и в известном устройстве возможно заклинивание механического передаточного элемента расплавленным материалом плавкой вставки при наклоне.
Известен способ защиты электронагревательных приборов от перегрева с использованием термомагнитных свойств ферромагнитных материалов при их взаимодействии с постоянным магнитом [1]
Устройство, представляющее собой реле температуры, содержит корпус, выполненный из теплопроводного материала, в котором установлен термочувствительный элемент, выполненный в виде диска с двумя пластинами из термомагнитной ленты. В корпусе симметрично по оси установлен постоянный магнит, взаимодействующий полюсами с пластинами и способный поворачиваться вокруг оси. Постоянный магнит связан с контактной группой и упругим элементом, который противодействует усилию, создаваемому магнитным полем постоянного магнита.
Устройство, представляющее собой реле температуры, содержит корпус, выполненный из теплопроводного материала, в котором установлен термочувствительный элемент, выполненный в виде диска с двумя пластинами из термомагнитной ленты. В корпусе симметрично по оси установлен постоянный магнит, взаимодействующий полюсами с пластинами и способный поворачиваться вокруг оси. Постоянный магнит связан с контактной группой и упругим элементом, который противодействует усилию, создаваемому магнитным полем постоянного магнита.
При температуре, когда термомагнитный материал чувствительного элемента обладает ферромагнитными свойствами, полюса постоянного магнита притягиваются к пластинам, преодолевая усилие упругого элемета, замыкая цепь между подвижным и одним неподвижным контактами. При повышении температуры магнитные свойства термочувствительного элемента исчезают при приближении к температуре точки Кюри, за счет усилия упругого элемента магнит с подвижным контактом поворачивается, и контактная группа размыкается. При понижении температуры ферромагнитные свойства восстанавливаются и магнит, преодолеавя усилие упругого элемента поворачивается в противоположную сторону, вновь замыкая контакты электрической цепи.
Недостатками известного способа с использованием ферромагнитного термочувствительного элемента, механически размыкающего электрическую контактную пару, являются нечеткость потери ферромагнитным материалом магнитных свойств, что приводит к образованию значительной зоны срабатывания и линейному характеру размыкания контактов и образованию между ними электрической дуги и возможности сваривания контактов, которые уже не могут быть разомкнуты упругим элементом из-за небольшого усилия, которое он развивает (это усилие должно быть меньше усилия прижатия контактов магнитом при рабочей температуре).
Кроме того, этому способу присущи все недостатки, связанные с размыканием и самовозвратом в исходное состояние контактной группы, проводящей большой ток при высоком напряжении, рассмотренные выше.
Изевстен способ защиты электронагревательного прибора от перегерва с использованием биметаллического датчика температуры, нормально замкнутые контакты которого включены последовательно с нагревательным элеметом прибора [1]
Недостатками этого способа защиты являются последовательное включение в силовую токовую цепь нормально замкнутой контактной группы. По мере увеличения времени эксплуатации электронагревательного прибора, в особенности электроутюга, надежность контактов датчика, постоянно испытывающих токовые импульсы включения и выключения нагревательного элемента и находящихся при высокой температуре, снижается, эрозия контактов увеличивается, контакты в течение времени окисляются и свариваются, и усилия термобиметаллической мембраны не хватает для их расцепления, что приводит к отказу устройства.
Недостатками этого способа защиты являются последовательное включение в силовую токовую цепь нормально замкнутой контактной группы. По мере увеличения времени эксплуатации электронагревательного прибора, в особенности электроутюга, надежность контактов датчика, постоянно испытывающих токовые импульсы включения и выключения нагревательного элемента и находящихся при высокой температуре, снижается, эрозия контактов увеличивается, контакты в течение времени окисляются и свариваются, и усилия термобиметаллической мембраны не хватает для их расцепления, что приводит к отказу устройства.
Другим недостатком этого способа является возможность самовозврата датчика после охлаждения электроутюга и повторный его нагрев, что делает этот способ неприемлемым для обеспечения пожаробезопасности электроутюга при выходе из строя регулятора температуры.
Общими недостатками известных способов защиты электронагревательного прибора от перегерва с использованием механической контактной пары, работающей на размыкание в силовой цепи питания нагревательного элемента, являются
наличие замкнутой контактной пары, включенной последовательно с нагревательным элементом и находящейся под высоким напряжением и большим импульсным током включения-выключения (5-10 А) нагервательного элемента. Условия работы контактной пары особенно усложняются при температуре, близкой к температуре срабатывания, когда усилие сжатия контактов значительно уменьшается, и между контактами создаются условия искрообразования и окисления поверхности, что в дальнейшем к концу срока эксплуатации снижает надежность контактирования;
возможность самовозврата в рабочее состояние контактной пары после охлаждения устройства;
необходимость сочетания усилий, обеспечивающих надежное замыкание токовых контактов, с усилиями, обеспечивающими их размыкание при срабатывании.
наличие замкнутой контактной пары, включенной последовательно с нагревательным элементом и находящейся под высоким напряжением и большим импульсным током включения-выключения (5-10 А) нагервательного элемента. Условия работы контактной пары особенно усложняются при температуре, близкой к температуре срабатывания, когда усилие сжатия контактов значительно уменьшается, и между контактами создаются условия искрообразования и окисления поверхности, что в дальнейшем к концу срока эксплуатации снижает надежность контактирования;
возможность самовозврата в рабочее состояние контактной пары после охлаждения устройства;
необходимость сочетания усилий, обеспечивающих надежное замыкание токовых контактов, с усилиями, обеспечивающими их размыкание при срабатывании.
Наиболее близким техническим решением-прототипом является способ защиты от перегрева, реализованный в предохранительном устрйостве для защиты от повышенной температуры [2]
Устройство содержит необратимый тепловой нормально замкнутый предохранитель, имеющий собственную рабочую температуру плавления (разрыва), соединенный последовательно с основным нагревательным элементом прибора. Нормально разомкнытй биметаллический выключатель соединен последовательно с дополнительным нагревателем, заключенным в один объем с тепловым предохранителем, и подключен к точке соединения нагервательного элемента и необратимого теплового предохранителя. Биметаллический выключатель имеет регулируемую рабочую температуру срабатывания, которая меньше температуры срабатывания теплового предохранителя. При срабатывании биметаллического выключателя дополнительный нагреватель подключается к сети питания и нагревает тепловой предохранитель, который через определенное время срабатывает и размыкает цепь основного нагревательного элемента прибора.
Устройство содержит необратимый тепловой нормально замкнутый предохранитель, имеющий собственную рабочую температуру плавления (разрыва), соединенный последовательно с основным нагревательным элементом прибора. Нормально разомкнытй биметаллический выключатель соединен последовательно с дополнительным нагревателем, заключенным в один объем с тепловым предохранителем, и подключен к точке соединения нагервательного элемента и необратимого теплового предохранителя. Биметаллический выключатель имеет регулируемую рабочую температуру срабатывания, которая меньше температуры срабатывания теплового предохранителя. При срабатывании биметаллического выключателя дополнительный нагреватель подключается к сети питания и нагревает тепловой предохранитель, который через определенное время срабатывает и размыкает цепь основного нагревательного элемента прибора.
В устройстве предусмотрен вариант исполнения, в котором тепловой предохранитель, дополнительный нагреватель и биметаллический выключатель находятся в одном объеме.
Недостатками способа защиты от перегрева-прототипа являются
наличие дополнительного нагревательного элемета, создающего дополнительную тепловую инерцию для срабатывания теплового предохранителя;
сложость настройки устройства на заданную температуру срабатывания, заключающуюся в обеспечении необходимой разности температур срабатывания биметаллического выключателя и теплового предохранителя, температура плавления которого не регулируется и не может быть точно определена, что ведет к необходимости разнесения значений этих температур для надежного последовательного срабатывания сначала биметаллического выключателя, затем теплового предохранителя;
наличие дополнительного нагревателя повышает пожароопасность прибора, так как при нерегулируемом нагреве основного нагревательного элемента (при отказе устройства регулирования температуры) к нему подключается второй нагреватель, который из-за тепловой инерции дополнительно разогревает прибор;
недостатком известного способа является также наличие тепловой связи теплового предохранителя и дополнительного нагревателя, который для снижения времени срабатывания теплового предохранителя должен иметь значительную мощность, что для электроутюга недопустимо, так как задержка в срабатывании предохранителя с наличием дополнительного источника нагрева значительно повышает пожароопасность;
недостаточная электробезопасность устройства, связанная с тем, что оно не предохраняет сеть от короткого замыкания в нагревательном элементе и подводящих проводах. Вероятность такого короткого замыкания повышается с увеличением времени эксплуатации электроутюга в связи с ослаблением электроизоляции токоподводящих проводов и нагревательного элемента;
сложность обеспечения сочетания хорошего теплового контакта теплового предохранителя с нагервательным элементом с обеспечением электрической изоляции теплового предохранителя, по которому протекает ток основного и дополнительного нагревательных элементов, от нагревательного элемента.
наличие дополнительного нагревательного элемета, создающего дополнительную тепловую инерцию для срабатывания теплового предохранителя;
сложость настройки устройства на заданную температуру срабатывания, заключающуюся в обеспечении необходимой разности температур срабатывания биметаллического выключателя и теплового предохранителя, температура плавления которого не регулируется и не может быть точно определена, что ведет к необходимости разнесения значений этих температур для надежного последовательного срабатывания сначала биметаллического выключателя, затем теплового предохранителя;
наличие дополнительного нагревателя повышает пожароопасность прибора, так как при нерегулируемом нагреве основного нагревательного элемента (при отказе устройства регулирования температуры) к нему подключается второй нагреватель, который из-за тепловой инерции дополнительно разогревает прибор;
недостатком известного способа является также наличие тепловой связи теплового предохранителя и дополнительного нагревателя, который для снижения времени срабатывания теплового предохранителя должен иметь значительную мощность, что для электроутюга недопустимо, так как задержка в срабатывании предохранителя с наличием дополнительного источника нагрева значительно повышает пожароопасность;
недостаточная электробезопасность устройства, связанная с тем, что оно не предохраняет сеть от короткого замыкания в нагревательном элементе и подводящих проводах. Вероятность такого короткого замыкания повышается с увеличением времени эксплуатации электроутюга в связи с ослаблением электроизоляции токоподводящих проводов и нагревательного элемента;
сложность обеспечения сочетания хорошего теплового контакта теплового предохранителя с нагервательным элементом с обеспечением электрической изоляции теплового предохранителя, по которому протекает ток основного и дополнительного нагревательных элементов, от нагревательного элемента.
Предлагаемые способ и устройство решают задачу защиты нагревательного элемента от перегрева с повышением пожаробезопасности и электробезопасности в течение всего срока эксплуатации электронагревательного прибора при упрощении устройства и повышении его надежности.
Технический результат, достигаемый предлагаемым способом и устройством для его осуществления, заключается в увеличении безотказности отключения нагревательного элемента от сети питания при перегреве и долговечности схемы защиты нагревательного элемента от перегрева.
Технический результат предлагаемого способа достигается тем, что в способе защиты электронагревательного прибора от перегрева необратимым предохранителем посредством разрыва последовательной цепи питания нагревательного элемента при увеличении температуры до заданного предельного значения изменяют в электрической цепи, параллельной нагревательному элементу, скачком сопротивление с большой величины до величины, при которой ток, дополнительно протекающий через необратимый предохранитель, приводит к его разрыву.
Существенными признаками предлагаемого способа, отличительными от прототипа, являются скачкообразное изменение величины сопротивления в цепи, параллельной нагревательному элементу и последовательной необратимому предохранителю, с величины, при которой дополнительный ток через необратимый предохранитель мал и не влияет на его состояние, до величины, при которой дополнительный ток превышает предельное значение допустимого тока через предохранитель, и последний расплавляется током и разрывает цепь питания нагревательного элемента.
Изменение величины сопротивления в цепи, параллельной нагревательному элементу, производят при превышении температурой заданного предельного значения скачком с большого значения сопротивления, не влияющего на ток через необратимый предохранитель, на малое значение сопротивления, которое создает дополнительный ток через необратимый предохранитель.
Увеличение безотказности и долговечности при использовании предлагаемого способа защиты достигается за счет того, что необратимый предохранитель, через который проходит ток нагревательного элемента, находится при нормальной температуре и не подвергается температурым воздействия от нагревательного элемента, а в качестве датчика температуры используется температурно зависимое сопротивление, величина которого изменяется скачком с большого значения, например, десятки тысячи кОм, до значения, при котором дополнительный ток через необратимый предохранитель достигает величины перегорания (разрыва) предохранителя, например, единиц-десятков Ом.
При большом значении сопротивления ток, протекающий через него, мал, что при высокой температуре нагервательного элемента обеспечивает высокую надежность сопротивления. В частности, при использовании в качестве скачкообразно изменяющегося сопротивления нормально разомкнутых контактов термобиметаллического элемента, этот ток равен нулю.
Использование предлагаемого способа существенно упрощает восстановление устройства защиты от перегрева, так как сопротивление, скачкообразно изменившееся при предельной температуре, после ее снижения восстанавливает свое первоначальное значение, а необратимый предохранитель, не связанный термически с нагревательным элеметом, может быть легко заменен на новый.
В качестве необратимого предохранителя использован токовый предохранитель, который дополнительно защищает источник питания от короткого замыкания нагревательного элемента, что особенно важно при длительной эксплуатации электронагревательного прибора, когда происходит естественное старение изоляции и повышается вероятность ее пробоя и короткого замыкания.
Технический результат предлагаемого устройства достигается тем, что в устройство для защиты электронагревательного прибора от перегрева, содержащее последовательно соединенные нормально-замкнутый необратимый предохранитель и нагревательный элемент, параллельно к выводам нагревательного элемента подключен терморезистивный ключевой элемент, а необратимый предохранитель выполнен в виде токового предохранителя.
Увеличение безотказности отключения нагревательного элемента от сети питания при перегреве достигается за счет того, что терморезистивный ключевой элемент при температуре ниже температуры перегрева за счет большого сопротивления потребляет малый ток, а токовый предохранитель постоянно работает в нормальных климатических условиях и не содержит контактной пары.
Увеличение долговечности предлагаемого устройства защиты нагревательного элемента от перегрева достигается за счет того, что токовый предохранитель в цепи питания нагервательного элемета не подвергается тепловому воздействию при нормальной работе нагревательного элемента (отсутствие перегрева) и его изоляция, а также изоляция подводящих проводов, по которым протекает значительный ток нагревательного элемента, в этих условиях сохраняются большее время.
Существенными признаками предлагаемого устройства, отличающими его от прототипа, являются терморезистивный ключевой элемент, подключенный параллельно к выводам нагревательного элемента и последовательно с необратимым предохранителем, и имеющий тепловую связь с нагервательным элементом, а необратимый предохрнитель выполнен в виде токового предохранителя.
В частном случае выполнения устройства терморезистивный ключевой элемент представляет собой нормально разомкнутый термовыключатель, имеющий тепловую связь с нагревательным элементом, последовательно с контактами которого соединен резистор.
При температуре нагревательного элемента ниже заданной предельной контакты термовыключателя разомкнуты и через резистор ток не протекает. Через необратимый токовый предохранитель течет номинальный ток нагревательного элемента.
При достижении предельной темепратуры контакты термовыключателя замыкаются, через резистор начинает протекать ток, который увеличивает ток через необратимый токовой предохранитель до величины, при которой происходит разрыв токового предохранителя, и нагервательный элемент отключается от сети питания.
С уменьшением температуры контакты термовыключателя размыкается, но восстановления цепи питания нагервательного элемента не происходит из-за перегорания необратимого токового предохранителя.
В другом частном случае выполнения устройства терморезистивный ключевой элемент содержит катушку индуктивности, установленную на замкнутый магнитопровод, имеющий тепловую связь с нагревательным элементом, выводы катушки индуктивности подключены параллельно к выводам нагревательного элемента.
При температуре нагревательного элемента ниже заданной предельной, например при нормальной работе терморегулятора электроутюга, магнитопровод сохраняет свои магнитные свойства, и катушка индуктивности представляет собой большое полное сопротивление, состоящее из активного сопротивления провода катушки и реактивного сопротивления индуктивности катушки.
При достижении предельной температуры, соответствующей точке Кюри магнитопровода, последний теряет магнитные свойства, индуктивное сопротивление резко уменьшается, ток через катушку индуктивности значительно увеличивается, на эту же величину увеличивается ток через необратимый предохранитель, и он срабатывает, отключая нагервательный элемент от источника питания.
С уменьшением температуры магнитные свойства магнитопровода восстанавливаются, но самопроизвольного восстановления цепи питания нагревательного элемента не происходит из-за перегорания необратимого предохранителя, который должен быть заменен после устранения причин самопроизвольного повышения температуры.
Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:
отсутствие контактов в необратимом предохранителе, через который протекает значительный ток нагревательного элемента, и использование в качестве необратимого предохранителя токового предохранителя существенно повышает долговечность устройства;
введение токового предохранителя вместо теплового упрощает устройство за счет остутствия дополнительного нагревательного элемента и отсутствия тепловой связи с нагревательным элементом, повышает его надежность и долговечность за счет облегчения режима работы необратимого предохранителя, который размещается не в отсеке с высокой температурой 250-300оС, а в месте с нормальной температурой 25 50оС;
введение токового предохранителя одновременно с тепловой защитой обеспечивает защиту сети питания от короткого замыкания в нагревательном элементе и в соединительных проводах, что особенно важно для обеспечения долговечности устройства, так как изоляция проводов и нагревательного элемента, находящихся при высокой температуре к концу срока службы стареет и разрушается.
отсутствие контактов в необратимом предохранителе, через который протекает значительный ток нагревательного элемента, и использование в качестве необратимого предохранителя токового предохранителя существенно повышает долговечность устройства;
введение токового предохранителя вместо теплового упрощает устройство за счет остутствия дополнительного нагревательного элемента и отсутствия тепловой связи с нагревательным элементом, повышает его надежность и долговечность за счет облегчения режима работы необратимого предохранителя, который размещается не в отсеке с высокой температурой 250-300оС, а в месте с нормальной температурой 25 50оС;
введение токового предохранителя одновременно с тепловой защитой обеспечивает защиту сети питания от короткого замыкания в нагревательном элементе и в соединительных проводах, что особенно важно для обеспечения долговечности устройства, так как изоляция проводов и нагревательного элемента, находящихся при высокой температуре к концу срока службы стареет и разрушается.
Таким образом, предлагаемое устройство повышает пожарную безопасность электронагревательного прибора.
Предлагаемое устройство имеет повышенную электробезопасность, так как между термочувствительным элементом (магнитопроводом) и катушкой индуктивности отсутствует прямая тепловая связь, в связи с чем катушка индуктивности работает в облегченных температурных условиях, что позволяет обеспечить высокую прочность изоляции выводов катушки индуктивности, а провода подключения к нагревательному элементу и токовый предохранитель не связаны с нагревательным элементом тепловой связью.
На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для защиты электронагревательного прибора от перегрева; на фиг.2 вариант выполнения устройства с термовыключателем; на фиг.3 вариант выполнения устройства с катушкой индуктивности.
Устройство (см. фиг. 1) содержит необратимый нормально замкнутый предохранитель 1, нагревательный элемент 2, терморезистивный ключевой элемент 3, тепловую связь 4. Вторые выводы предохранителя и нагревательного элемента подключены к источнику питания.
Устройство (см. фиг. 2) содержит необратимый нормально замкнутый предохранитель 1, нагревательный элемент 2, терморезистивный ключевой элемент 3, содержащий термовыключатель 3.1, резистор 3.2, тепловую связь термовыключателя с нагревательным элементом 4.
Устройство (см. фиг. 3) содержит необратимый нормально замкнутый предохранитель 1, нагревательный элемент 2, катушку индуктивности 3.3, замкнутый магнитопровод 3.4, тепловую связь магнитопровода с нагревательным элементом 4.
Необратимый нормально замкнутый предохранитель 1 представляет собой токовый предохранитель, имеющий номинальную величину тока защитного срабатывания, приблизительно равную номинальному току через нагревательный элемент. Например, при токе через нагревательный элемент 5А предохранитель может быть установлен также на величину тока 5А. В качестве токового предохранителя может быть выбран предохранитель типа ВП1-1-5А.
Предохранитель 1 одним выводом подключен к источнику питания, другим к первым выводам нагревательного элемента 2 и терморезистивного ключевого элемента 3 (к резистору 3.2 на фиг.2; к первому выводу катушки индуктивности на фиг.3).
Токовый необратимый предохранитель 1 предназначен для разырва цепи питания нагревательного элемента 2 при увеличении тока через него выше допустимого значения. Такой ток образуется в двух случаях:
при коротком замыкании в проводах нагревательного элемента 2 или в самом нагервательном элементе 2;
при изменении подключенного параллельно нагревательному элементу сопротивления терморезистивного ключевого элемента с большой величины на малую, что приводит к появлению дополнительного тока через предохранитель 1.
при коротком замыкании в проводах нагревательного элемента 2 или в самом нагервательном элементе 2;
при изменении подключенного параллельно нагревательному элементу сопротивления терморезистивного ключевого элемента с большой величины на малую, что приводит к появлению дополнительного тока через предохранитель 1.
При увеличении тока через предохранитель 1 последний срабатывает и разрывает цепь питания нагревательного элемента.
Нагревательный элемент 2 предназанчен для нагрева рабочего органа электронагревательного прибора, например подошвы электроутюга. Нагревательный элемент включен в цепь терморегулирования (на фиг.1 не показан), и его температура поддерживается на заданном уровне.
Нагревательный элемент 2 соединен тепловой связью 4 с терморезистивным ключевым элементом, который, например, прижат к нагревающейся подошве электроутюга.
Второй вывод нагревательного элемента соединен с источником питания.
Термовыключатель 3.1 последовательно соединен с резистором 3.2, а вторым выводом подключен к второму выводу нагревательного элемента 2, второй вывод резистора 3.2 подключен к другому выводу нагревательного элемента 2. Термовыключатель 3.1 тепловой связью 4 соединен с нагревательным элементом 2 и имеет нормально разомнутые контакты, которые замыкаются при достижении предельной заданной температуры. Термовыключатель 3.1 может быть выполнен аналогично нормально разомкнутому биметаллическому выключателю прототипа или, например [1] с использованием нормально разомкнутых контактов 11 и 12.
Резистор 3.2 предназначен для ограничения дополнительного тока через токовый предохранитель 1 на уровне, необходимом для его срабатывания при замыкании термовыключателя 3.1.
Катушка индуктивности 3.3 одним выводом соединена с точкой соединения необратимого предохранителя и нагревательного элемента, вторым выводом со вторым выводом нагревательного элемента и надета на магнитопровод 3.4.
Магнитопровод 3.4 имеет тепловую всязь 4 с нагревательным элементом 2 и установлен, например, на подошву электроутюга, температуру которой он воспринимает.
При температуре ниже точки Кюри относительная магнитная проницаемость μ магнитопровода равна 120000 150000 (например, для материала 81 НМА), а при температуре выше точки Кюри она равна единице. Полное сопротивление катушки индуктивности переменному току равно
Z=
где r активное сопротивление провода катушки, ХL ω L, где ω 2π f; ХL индуктивное сопротивление катушки; f частота сети; L индуктивность катушки. Поэтому до точки Кюри XL 2 >> r2 и Z ≈ XL, после точки Кюри XL 2 << r2 и Z ≈ r
Таким образом, до наступления предельной температуры
Iпр, а после 
Iпр, где I пр ток разрушения токового предохранителя, при переходе точки Кюри плавкий токовый предохранитель размыкает цепь протекания тока через нагревательный элемент.
Z=
Таким образом, до наступления предельной температуры
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
При нормальной работе электронагревательного прибора параллельно выводам нагревательного элемента подключают большое сопротивление, по которому протекает незначительный ток, не влияющий на ток через необратимый предохранитель. При повышении температуры нагервательного элемента до предельного значения уменьшают скачком сопротивление с большого значения до величины, при которой дополнительный ток через необратимый предохранитель увеличивается до значения, приводящее к разрыву предохранителя.
Устройство работает следующим образом.
При нормальной работе электронагревательно прибора температура нагревательного элемента 2 не превышает заданную предельную температуру, при которой терморезистивный ключевой элемент 3 имеет большое сопротивление, и ток через него мал и не влияет на величину тока через нормально замкнутый токовый предохранитель 1, ток через который не превышает номинального значения.
При увеличении температуры до предельно допустимого значения терморезистивный ключевой элемент изменяет свое сопротивление с большого значения на малое (переключается) и через него начинает протекать значительный ток, являющийся дополнительным током через предохранитель 1. Увеличившийся ток через предохранитель 1 превышает номинальное значение тока через предохранитель 1 и последний от этого расплавляется и разрывает цепь питания нагревательного элемента 2.
В варианте выполнения устройства с термовыключателем (см. фиг.2) при увеличнеии температуры до предельно допустимого значения нормально разомкнутый термовыключатель 3.1 срабатывает, замыкает свои контакты, и через резистор 3.2 протекает ток, являющийся дополнительным током предохранителя 1, последний срабатывает и отключает нагревательный элемент 2 от источника питания.
В варианте выполнения устройства с катушкой индуктивности (см. фиг.3) при температуре, ниже предельно допустимой, индуктивное сопротивление катушки индуктивности 3.3, находящейся на магнитопроводе 3.4, велико, и ток через нее мал и практически не влияет на ток через необратимый предохранитель 1.
При увеличении температуры до предельного значения магнитопровод 3.4 теряет свои магнитные свойства и индуктивное сопротивление катушки 3 резко уменьшается, ток через нее значительно увеличивается, при этом увеличивается ток через необратимый предохранитель 1, который срабатывает и отключает цепь питания нагревательного элемента 2.
При уменьшении температуры ниже предельно допустимой терморезистивный ключевой элемент 3 переключается в первоначальное состояние, но цепь питания нагревательного элемента не включается из-за необратимого разрыва токового предохранителя 1.
Claims (4)
1. Способ защиты электронагревательного прибора от перегрева необратимым нормально замкнутым предохранителем посредством разрыва последовательной цепи питания нагревательного элемента, отличающийся тем, что при увеличении температуры до заданного предельного значения изменяют в электрической цепи, параллельной нагревательному элементу, скачком сопротивление с большой величины до величины, при которой ток, дополнительно протекающий через необратимый предохранитель, приводит его к разрыву.
2. Устройство для защиты электронагревательного прибора от перегрева, содержащее необратимый нормально замкнутый предохранитель, соединенный последовательно с нагревательным элементом, отличающееся тем, что в него введен терморезистивный ключевой элемент, подключенный параллельно выводам нагревательного элемента, а необратимый предохранитель выполнен в виде токового предохранителя.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что терморезистивный ключевой элемент выполнен в виде последовательно соединенных резистора и нормально разомкнутого термовыключателя, имеющего тепловую связь с нагревательным элементом.
4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что терморезистивный ключевой элемент выполнен в виде катушки индуктивности, установленной на замкнутый магнитопровод, имеющий тепловую связь с нагревательным элементом, выводы катушки индуктивности подключены параллельно к выводам нагревательного элемента.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5047368 RU2041573C1 (ru) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | Способ защиты электронагревательного прибора от перегрева и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5047368 RU2041573C1 (ru) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | Способ защиты электронагревательного прибора от перегрева и устройство для его осуществления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2041573C1 true RU2041573C1 (ru) | 1995-08-09 |
Family
ID=21606840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5047368 RU2041573C1 (ru) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | Способ защиты электронагревательного прибора от перегрева и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2041573C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2553280C2 (ru) * | 2010-09-24 | 2015-06-10 | Элленбергер Унд Поенсген Гмбх | Миниатюрный предохранительный выключатель |
| RU2562803C2 (ru) * | 2010-05-31 | 2015-09-10 | И.Р.К.А. С.П.А. Индустриа Резистенце Кораццате Э Аффини | Защищенный резистор с торцевым уплотняющим элементом |
| RU2603540C2 (ru) * | 2012-03-14 | 2016-11-27 | Зти Корпорейшн | Устройство и способ управления температурой и электронное устройство |
| CN110936521A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-03-31 | 湖南丰源环保设备科技有限公司 | 一种智能化eps融化控制系统 |
-
1992
- 1992-06-15 RU SU5047368 patent/RU2041573C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 1597954, кл. H 01H 37/40, 1984. * |
| 2. Заявка Японии N 64-7417, H 01H 37/76, 1989. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2562803C2 (ru) * | 2010-05-31 | 2015-09-10 | И.Р.К.А. С.П.А. Индустриа Резистенце Кораццате Э Аффини | Защищенный резистор с торцевым уплотняющим элементом |
| RU2553280C2 (ru) * | 2010-09-24 | 2015-06-10 | Элленбергер Унд Поенсген Гмбх | Миниатюрный предохранительный выключатель |
| RU2603540C2 (ru) * | 2012-03-14 | 2016-11-27 | Зти Корпорейшн | Устройство и способ управления температурой и электронное устройство |
| US9756758B2 (en) | 2012-03-14 | 2017-09-05 | Zte Corporation | Temperature control device and method and electronic device |
| CN110936521A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-03-31 | 湖南丰源环保设备科技有限公司 | 一种智能化eps融化控制系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3386063A (en) | Temperature responsive fuses and apparatus embodying such fuses | |
| NL7906369A (nl) | Verwarmingsschakeling. | |
| RU2041573C1 (ru) | Способ защиты электронагревательного прибора от перегрева и устройство для его осуществления | |
| EP0562850A2 (en) | Heating device | |
| JPS60232630A (ja) | バイメタル保護スイツチ | |
| WO2016030781A1 (en) | Smart fuse for circuit protection | |
| EP0684623B1 (en) | Appliances having resistive elements and thermal protective apparatus used therewith | |
| NZ197765A (en) | Electric blanket safety circuit | |
| EP0458873B1 (en) | Immersion heaters | |
| JPH06500893A (ja) | 電気素子アッセンブリー | |
| US4791523A (en) | Protecting an icemaker against overcurrent damage | |
| RU196396U1 (ru) | Термопредохранитель для трубчатого электрического нагревателя | |
| KR102554819B1 (ko) | 고전압 퓨즈 장치 | |
| RU2065633C1 (ru) | Устройство для тепловой защиты электронагревательного прибора | |
| US4924202A (en) | Non-cycling electrical circuit breaker | |
| US1556573A (en) | Thermal relay and cut-out | |
| US4897758A (en) | Protecting an icemaker against over current damage | |
| GB1602734A (en) | Electrically-powered heating panels | |
| CN111448625B (zh) | 适用于压敏电阻的可外部控制的热脱扣装置、方法及应用 | |
| RU2076374C1 (ru) | Устройство для тепловой защиты электронагревательного прибора от перегрева | |
| CA1263685A (en) | Appliance valve actuator coil with integral fuse | |
| WO2001093638A1 (en) | Improvements relating to electric heating elements | |
| US3086141A (en) | Starter and circuit for electric discharge device | |
| RU2040062C1 (ru) | Термовыключатель | |
| JPS5827245Y2 (ja) | ガス器具の過熱防止装置 |